CN107884801A - 一种可显示obd信息的北斗导航系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可显示OBD信息的北斗导航系统，包括电源模块、微处理器、OBD模块、磁传感器、惯性传感器、北斗模块、显示屏、GPRS无线传输模块、FLASH存储器、云端，所述OBD模块包括OBD数据采集虚拟接口层、OBD数据存储层、OBD信息反馈层，所述微处理器采用双CPU设计，一个为导航解算芯片，一个为数据通信芯片，两者并行运行。本发明通过OBD模块、磁传感器、惯性传感器、北斗模块的结合，能实现行车位置及车况信息的实时监控，避免司机因对车况不了解或未进行及时检修而存在故障及对路况信息不了解而存在的隐患。
Description
技术领域
本发明涉及一种可显示OBD信息的北斗导航系统，属于通信和目标定位领域。
背景技术
随着经济的发展和生活水平的日渐提高，越来越多的人在出行时会选择自驾或者租车，这些都需要人们对自己的位置和车况信息有清楚的了解以获得足够的安全保障和方便的出行体验。目前，我国市场上的车载定位终端多数基于GPS，而并未结合我国自主研发的北斗卫星定位系统。同时，现有车载定位短信终端，由于短信方式信道容量有限、传送时间不确定性与昂贵的通信费用等因素，使得终端不能全面及时地反映车辆实时位置信息。
建立可显示OBD信息的北斗导航系统，同时还需要考虑可显示OBD信息的北斗导航系统的构成及构成之间的连接问题。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种可显示OBD信息的北斗导航系统。
本发明的技术方案是：一种可显示OBD信息的北斗导航系统，包括电源模块、微处理器、OBD模块、磁传感器、惯性传感器、北斗模块、显示屏、GPRS无线传输模块、FLASH存储器、云端，所述OBD模块包括OBD数据采集虚拟接口层、OBD数据存储层、OBD信息反馈层，所述微处理器采用双CPU设计，一个为导航解算芯片，一个为数据通信芯片，两者并行运行；
电源模块，用于供电；
OBD模块，用于通过OBD信息反馈层将OBD数据采集虚拟接口层采集的OBD的运行状态信息与OBD数据存储层的OBD故障代码库进行匹配，对机动车故障进行诊断，并将诊断结果发送给微处理器；
磁传感器、惯性传感器，用于将采集的数据发送给微处理器进行姿态角度信息解算；
北斗模块，用于实现位置信息采集，并将位置信息发送给微处理器；
微处理器，用于将接收的诊断结果与发生诊断处的位置信息通过数据通信芯片传至显示屏及传至GPRS无线传输模块后上传至云端并通过FLASH存储器存储；用于通过导航解算芯片将磁传感器、惯性传感器采集的数据解算后通过数据通信芯片传至显示屏及传至GPRS无线传输模块后上传至云端并通过FLASH存储器存储；
GPRS无线传输模块，用于接收来自微处理器中数据通信芯片发送的信息并送至云端及FLASH存储器；
显示屏，用于显示数据；
FLASH存储器，用于存储数据；
云端，用于接收来自GPRS无线传输模块的数据。
所述电源模块采用高性能DC-DC电源转换芯片LM2596及三并联LDO电压输出设计，其中芯片LM2596支持5-36V动态电压输入，并输出稳定的需求电压，LDO部分在DC-DC输出的电压基础上进行线性降压、稳压处理，得到更稳定的、噪声较小的需求电压提供给整个系统。
所述FLASH存储器采用双缓存队列；通过一级缓存队列对GPRS无线传输模块的数据进行暂存，当数据无法发送时，将一级缓存队列存储的数据存储至二级缓存队列；其中，一级缓存队列、二级缓存队列采用环形设计，队列首尾连接。
本发明的有益效果是：本发明通过OBD模块、磁传感器、惯性传感器、北斗模块的结合，能实现行车位置及车况信息的实时监控，避免司机因对车况不了解或未进行及时检修而存在故障及对路况信息不了解而存在的隐患。
附图说明
图1是本发明的系统结构框图；
图2是本发明电源模块整体设计框图；
图3是本发明中LM2596电路设计图；
图4是本发明中MIC29302电路设计图；
图5是本发明中LM1117电路设计图；
图6是本发明状态机设计图；
图7是本发明双缓存队列设计；
图8是本发明中M8N电路原理图；
图9是本发明中SPI通讯连接方式图；
图中各标号为：1—电源模块、2—微处理器、3—OBD模块、31—OBD数据采集虚拟接口、32—OBD数据存储层、33—OBD信息反馈层、4—磁传感器、5—惯性传感器、6—北斗模块、7—显示屏、8—GPRS无线传输模块、9—FLASH存储器、10—云端。
具体实施方式
实施例1：如图1-9所示，一种可显示OBD信息的北斗导航系统，包括电源模块1、微处理器2、OBD模块3、磁传感器4、惯性传感器5、北斗模块6、显示屏7、GPRS无线传输模块8、FLASH存储器9、云端10，所述OBD模块3包括OBD数据采集虚拟接口层33、OBD数据存储层32、OBD信息反馈层31，所述微处理器2采用双CPU设计，一个为导航解算芯片，一个为数据通信芯片，两者并行运行；
电源模块1，用于供电；
OBD模块3，用于通过OBD信息反馈层31将OBD数据采集虚拟接口层33采集的OBD的运行状态信息与OBD数据存储层32的OBD故障代码库进行匹配，对机动车故障进行诊断，并将诊断结果发送给微处理器2；
磁传感器3、惯性传感器4，用于将采集的数据发送给微处理器2进行姿态角度信息解算；
北斗模块6，用于实现位置信息采集，并将位置信息发送给微处理器2；
微处理器2，用于将接收的诊断结果与发生诊断处的位置信息通过数据通信芯片传至显示屏7及传至GPRS无线传输模块8后上传至云端10并通过FLASH存储器9存储；用于通过导航解算芯片将磁传感器4、惯性传感器5采集的数据解算后通过数据通信芯片传至显示屏7及传至GPRS无线传输模块8后上传至云端10并通过FLASH存储器9存储；
GPRS无线传输模块8，用于接收来自微处理器2中数据通信芯片发送的信息并送至云端10及FLASH存储器9；
显示屏7，用于显示数据；
FLASH存储器9，用于存储数据；
云端10，用于接收来自GPRS无线传输模块8的数据。
进一步地，可以设置所述电源模块1采用高性能DC-DC电源转换芯片LM2596及三并联LDO电压输出设计，其中芯片LM2596支持5-36V动态电压输入，并输出稳定的需求电压，LDO部分在DC-DC输出的电压基础上进行线性降压、稳压处理，得到更稳定的、噪声较小的需求电压提供给整个系统。
进一步地，可以设置所述FLASH存储器采用双缓存队列；通过一级缓存队列对GPRS无线传输模块的数据进行暂存，当数据无法发送时，将一级缓存队列存储的数据存储至二级缓存队列；其中，一级缓存队列、二级缓存队列采用环形设计，队列首尾连接。
其中，DC-DC芯片LM2596外围电路设计如图3所示。
LDO电源设计，LDO部分针对不同模块提供不同的LDO输出电压。GPRS模块对电源质量要求较高，稳定的电压供给是GPRS模块稳定的前提，故提供GPRS模块电源的LDO采用高性能线性稳压芯片MIC29302。MIC29302相比于其他LDO芯片拥有更高效的转化效率，并拥有可调节、更稳定的电压输出。其电路原理图如图4所示。
微处理器部分采用两个线性LDO芯片LM1117分别供电，LM1117电路原理图如图5所示。
GPRS无线传输模块的驱动设计包括对模块的初始化、数据传输、模块故障解决等设计。针对GPRS无线传输模块的不同状态，设计一个有限状态机对GPRS模块的不同状态进行不同处理。
GPRS无线传输模块在工作时可以分为3个状态：初始化状态、正常工作状态、故障状态。初始化状态中包括对GPRS无线传输模块的激活、短信功能初始化、数据网络功能初始化；正常工作状态包括网络数据接收读取、心跳包数据发送、正常数据发送；故障状态包括网络故障与死机故障。
根据以上对GPRS无线传输模块驱动的各个状态分析，设计各个状态之间来回切换的条件，可以得到设计的状态机如图6所示。
Flash数据缓存设计，在GPRS无线传输模块出现故障时，导航数据无法发送，数据若不及时存储，则会丢失当前数据造成数据不完整。为此，在数据传输系统中设计二级缓存队列，在数据无法发送时对数据进行暂时存储。缓存队列采用环形设计，队列首尾连接，双缓存队列设计原理如图7所示。
北斗模块通过北斗导航芯片M8N实现位置信息采集，电路如图8所示。
所述微处理器2采用双CPU设计，一个为导航解算芯片STM32F405芯片，一个为数据通信芯片STM32F103芯片；MPU6000的惯性传感器与磁传感器HMC5983和微处理器通信采用SPI的通信方式，其连接方式如图9所示。
上面结合图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (3)
1.一种可显示OBD信息的北斗导航系统，其特征在于：包括电源模块、微处理器、OBD模块、磁传感器、惯性传感器、北斗模块、显示屏、GPRS无线传输模块、FLASH存储器、云端，所述OBD模块包括OBD数据采集虚拟接口层、OBD数据存储层、OBD信息反馈层，所述微处理器采用双CPU设计，一个为导航解算芯片，一个为数据通信芯片，两者并行运行；
电源模块，用于供电；
OBD模块，用于通过OBD信息反馈层将OBD数据采集虚拟接口层采集的OBD的运行状态信息与OBD数据存储层的OBD故障代码库进行匹配，对机动车故障进行诊断，并将诊断结果发送给微处理器；
磁传感器、惯性传感器，用于将采集的数据发送给微处理器进行姿态角度信息解算；
北斗模块，用于实现位置信息采集，并将位置信息发送给微处理器；
微处理器，用于将接收的诊断结果与发生诊断处的位置信息通过数据通信芯片传至显示屏及传至GPRS无线传输模块后上传至云端并通过FLASH存储器存储；用于通过导航解算芯片将磁传感器、惯性传感器采集的数据解算后通过数据通信芯片传至显示屏及传至GPRS无线传输模块后上传至云端并通过FLASH存储器存储；
GPRS无线传输模块，用于接收来自微处理器中数据通信芯片发送的信息并送至云端及FLASH存储器；
显示屏，用于显示数据；
FLASH存储器，用于存储数据；
云端，用于接收来自GPRS无线传输模块的数据。
2.根据权利要求1所述的可显示OBD信息的北斗导航系统，其特征在于：所述电源模块采用高性能DC-DC电源转换芯片LM2596及三并联LDO电压输出设计，其中芯片LM2596支持5-36V动态电压输入，并输出稳定的需求电压，LDO部分在DC-DC输出的电压基础上进行线性降压、稳压处理，得到更稳定的、噪声较小的需求电压提供给整个系统。
3.根据权利要求1所述的可显示OBD信息的北斗导航系统，其特征在于：所述FLASH存储器采用双缓存队列；通过一级缓存队列对GPRS无线传输模块的数据进行暂存，当数据无法发送时，将一级缓存队列存储的数据存储至二级缓存队列；其中，一级缓存队列、二级缓存队列采用环形设计，队列首尾连接。
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